释放碳的潜力CRISPR促进木质纤维素的吸收

发布时间：2024-10-29 10:05:32 栏目：生活

导读 基因工程的最新进展显著提高了来自构树的木质纤维素基多孔碳的吸附能力。通过采用 CRISPR Cas9 介导的突变，研究人员成功改变了构树的木

基因工程的最新进展显著提高了来自构树的木质纤维素基多孔碳的吸附能力。通过采用 CRISPR/Cas9 介导的突变，研究人员成功改变了构树的木质素组成，从而增强了材料性能。具体而言，与对照和过表达株系相比，阿魏酸-5-羟化酶 (F5H) 基因的敲除株系表现出更高的微孔性和对甲基橙的优异吸附能力，展示了这些基因工程材料的工业潜力。



木质纤维素生物质，例如构树，由于其成本效益和可再生性，有望成为可持续材料生产的理想选择。然而，由于木质素的结构复杂、成分多样，优化木质素成分仍然具有挑战性，影响所得多孔碳材料的效率和质量。解决这些挑战需要进一步探索可以改善木质素成分的基因改造，充分发挥木质纤维素生物质在高价值工业应用中的潜力。济南大学和中国科学院的研究人员

最近在 2024 年 4 月 23 日发表在《园艺研究》上的一项研究(DOI：10.1093/hr/uhae124)，研究了 CRISPR/Cas9 介导的 F5H 基因突变对构树衍生的木质纤维素基多孔碳吸附能力的影响。 本研究重点对构树中的 F5H 基因进行基因改造，以增强其木质素组成并提高所得多孔碳的吸附能力。研究人员创建了过表达 (OE) 和敲除 (KO) 系，从而产生了具有不同木质素结构的转基因植物。与对照和 OE 系相比，KO 系表现出微孔增加和吸附能力显著提高。具体而言，KO2 系的愈创木基 (G) 单元增加了 3.3 倍，并且比所有样品的表面积最高，从而对甲基橙具有优异的吸附性能。这些结果凸显了 CRISPR/Cas9 技术优化木质素组成的潜力，为先进材料应用铺平了道路，并提高了木质纤维素生物质的效用。 首席研究员之一 Chunxiang Fu 博士强调：“我们的研究结果强调了基因工程在改进木质素成分以用于先进材料应用方面的巨大潜力。通过利用 CRISPR/Cas9 技术，我们可以定制木质纤维素生物质的特性，为可持续和高性能材料开辟新途径。” 该研究结果证明了使用 CRISPR/Cas9 介导的基因改造来增强木质纤维素生物质衍生材料的可行性。这种方法不仅提高了多孔碳的吸附能力，还为从其他木本植物开发高价值生物产品奠定了基础，有可能彻底改变生物工程和材料科学领域。